JPH07271434A - 複数の移動ロボットによる環境地図作成方法 - Google Patents
複数の移動ロボットによる環境地図作成方法Info
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- JPH07271434A JPH07271434A JP6060856A JP6085694A JPH07271434A JP H07271434 A JPH07271434 A JP H07271434A JP 6060856 A JP6060856 A JP 6060856A JP 6085694 A JP6085694 A JP 6085694A JP H07271434 A JPH07271434 A JP H07271434A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 75
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 10
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数のロボットを用いた環境地図作成の利点
を損なうことなく、個別地図どうしを合成して環境地図
全体を作成する。 【構成】 両ロボットA,Bが地点PA',PB'に到達し
て互いに近接すると、ロボットAはロボットBの位置を
計測し、自己との相対位置を表わすベクトルcを得る。
さらに、ロボットAはロボットBから個別座標系Bxy上
のロボットBの位置を表わすベクトルbを得、ベクトル
b,cと個別座標系Axy上の自己の位置を表わすベクト
ルaから個別座標系Bxyの個別座標系Axyに対する相対
位置を表わすベクトルdを求め、個別座標系Bxy上の自
己の位置を表わすベクトルeを求め、個別座標系Axy上
の自己の位置を表わすベクトルaと置き換える。ロボッ
トAは、個別座標系Axy上に作成した個別地図を、個別
座標系Bxyに基づいた地図に変換する。
を損なうことなく、個別地図どうしを合成して環境地図
全体を作成する。 【構成】 両ロボットA,Bが地点PA',PB'に到達し
て互いに近接すると、ロボットAはロボットBの位置を
計測し、自己との相対位置を表わすベクトルcを得る。
さらに、ロボットAはロボットBから個別座標系Bxy上
のロボットBの位置を表わすベクトルbを得、ベクトル
b,cと個別座標系Axy上の自己の位置を表わすベクト
ルaから個別座標系Bxyの個別座標系Axyに対する相対
位置を表わすベクトルdを求め、個別座標系Bxy上の自
己の位置を表わすベクトルeを求め、個別座標系Axy上
の自己の位置を表わすベクトルaと置き換える。ロボッ
トAは、個別座標系Axy上に作成した個別地図を、個別
座標系Bxyに基づいた地図に変換する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の移動ロボット
(以下、単にロボットと呼ぶ)が、種々の物体が存在す
る環境内を同時に行動してその環境の地図を作成する場
合に、各々のロボットが個別の座標系に基づいて作成し
た地図を合成することによって環境全体の地図を生成す
る方法に関する。
(以下、単にロボットと呼ぶ)が、種々の物体が存在す
る環境内を同時に行動してその環境の地図を作成する場
合に、各々のロボットが個別の座標系に基づいて作成し
た地図を合成することによって環境全体の地図を生成す
る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ロボットが、その周囲をとりまく環境に
関する地図を自らその環境内を行動して作成すること
を、ロボットの環境地図作成と呼ぶ。
関する地図を自らその環境内を行動して作成すること
を、ロボットの環境地図作成と呼ぶ。
【0003】複数のロボットが環境地図作成を行なう場
合は、各々のロボットがまず最初に個々の座標系(個別
座標系と呼ぶ)を設定する。次に、ロボットが環境内を
行動し、その過程において周囲の物体をセンサーである
テレビカメラなどを用いて観測し、個別座標系上にそれ
らの物体の輪郭線を記入してゆく。ロボット自身の個別
座標系上の位置は、デッド・レコニングによって認識す
る。デッド・レコニングとは、ロボットがある基準点を
出発して移動する際、例えば車輪によって移動するなら
ば、その車輪の回転数に車輪の円周を乗じた値を移動距
離とみなして、基準点に対する自己の位置を認識する方
法である。
合は、各々のロボットがまず最初に個々の座標系(個別
座標系と呼ぶ)を設定する。次に、ロボットが環境内を
行動し、その過程において周囲の物体をセンサーである
テレビカメラなどを用いて観測し、個別座標系上にそれ
らの物体の輪郭線を記入してゆく。ロボット自身の個別
座標系上の位置は、デッド・レコニングによって認識す
る。デッド・レコニングとは、ロボットがある基準点を
出発して移動する際、例えば車輪によって移動するなら
ば、その車輪の回転数に車輪の円周を乗じた値を移動距
離とみなして、基準点に対する自己の位置を認識する方
法である。
【0004】このようにして各々のロボットが作成した
地図(個別地図と呼ぶ)をすべて合成することによっ
て、環境全体の地図が得られる。このとき、合成しよう
とする個別地図どうしは共通の座標系に基づいている必
要がある。したがって、各々のロボットが最初に設定し
た個別座標系が、個別地図どうしを合成する際には単一
の座標系に統合されている必要がある。
地図(個別地図と呼ぶ)をすべて合成することによっ
て、環境全体の地図が得られる。このとき、合成しよう
とする個別地図どうしは共通の座標系に基づいている必
要がある。したがって、各々のロボットが最初に設定し
た個別座標系が、個別地図どうしを合成する際には単一
の座標系に統合されている必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】複数のロボットによる
環境地図作成に関する従来の技術においては、各ロボッ
トの個別座標系どうしが異なっている場合、それらを統
合して共通の座標系に変換する具体的な方法については
検討されていない。すなわち、すべての個別座標系は最
初から同一の座標系であることが前提になっている。
環境地図作成に関する従来の技術においては、各ロボッ
トの個別座標系どうしが異なっている場合、それらを統
合して共通の座標系に変換する具体的な方法については
検討されていない。すなわち、すべての個別座標系は最
初から同一の座標系であることが前提になっている。
【0006】従来の技術においては全ての個別座標系を
同一座標系に統一しようとすれば、環境地図作成を開始
する時点においてすべてのロボットを同一場所に集めて
座標系を設定しなければならない。この方法は実現が困
難であるばかりか、複数のロボットの使用によって生ず
る利点、すなわち、複数のロボットが環境内の各々異な
る場所において作成した個別地図を合成することにより
環境地図作成に要する時間が大幅に短縮されるなどの利
点を十分に生かすことができないという問題がある。
同一座標系に統一しようとすれば、環境地図作成を開始
する時点においてすべてのロボットを同一場所に集めて
座標系を設定しなければならない。この方法は実現が困
難であるばかりか、複数のロボットの使用によって生ず
る利点、すなわち、複数のロボットが環境内の各々異な
る場所において作成した個別地図を合成することにより
環境地図作成に要する時間が大幅に短縮されるなどの利
点を十分に生かすことができないという問題がある。
【0007】本発明の目的は、複数のロボットを用いた
環境地図作成の利点を損なうことなく個別座標系どうし
を統合し、個別地図どうしを合成して環境全体の地図を
作成する、複数の移動ロボットによる環境地図作成方法
を提供することにある。
環境地図作成の利点を損なうことなく個別座標系どうし
を統合し、個別地図どうしを合成して環境全体の地図を
作成する、複数の移動ロボットによる環境地図作成方法
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の、複数の移動ロ
ボットによる環境地図作成方法は、第1のロボットが移
動中に、搭載したセンサーにより個別座標系が異なる第
2のロボットの接近を感知した時、第1のロボットは、
第2のロボットの位置をセンサーにより測定し、自己の
個別座標系である第1の座標系上の自己との相対位置を
表わすベクトルcを得、第2のロボットに対して、自己
の個別座標系である第2の座標系上の自己の位置を表わ
すベクトルbを送信させて、第1のロボットは、ベクト
ルcとベクトルbの逆ベクトル−bと第1の座標系上の
自己の位置を表わすベクトルaを加算することにより、
第2の座標系の第1の座標系に対する相対位置を表わす
ベクトルdを得るか、第1のロボットが第2のロボット
に対してベクトルcとベクトルaを送信し、第2のロボ
ットは、ベクトルcとベクトルaの逆ベクトル−aとベ
クトルbを加算することにより、第1の座標系の第2の
座標系に対する相対位置を表わすベクトルd’を得て、
一方の個別座標系を共通の個別座標系として他方の個別
座標系をこれに統合する座標系統合ステップを有し、各
ロボットは、搭載したセンサーにより自己の個別座標系
上の物体の位置を認識し、前記個別地図を作成し、個別
座標系が互いに異なる2台のロボットが互いに接近した
とき前記座標系統合ステップを実行して一方の個別座標
系を他方の個別座標系に統合し、該一方の個別座標系と
同じ個別座標系を有するロボットが他にある場合、前記
座標系統合ステップを実行して該ロボットの個別座標系
も前記他方の個別座標系に統合することを全てのロボッ
トが唯一の共通の個別座標系を持つまで繰り返し、各ロ
ボットは、自己の個別座標系上の物体の位置を表わすベ
クトルから、共通の個別座標系の自己の個別座標系に対
する相対位置を表わす、前記座標系統合ステップを求め
たベクトルdまたはd’を差し引き、物体の位置を表わ
すベクトルを共通の個別座標系上のベクトルに変換する
ことにより、自己の個別地図を共通の個別座標系上の個
別地図に変換する処理を前記座標系統合ステップで、ま
たは唯一の共通の個別座標系が求まった後行ない、唯一
の共通の個別座標系上の個別地図を統合する。
ボットによる環境地図作成方法は、第1のロボットが移
動中に、搭載したセンサーにより個別座標系が異なる第
2のロボットの接近を感知した時、第1のロボットは、
第2のロボットの位置をセンサーにより測定し、自己の
個別座標系である第1の座標系上の自己との相対位置を
表わすベクトルcを得、第2のロボットに対して、自己
の個別座標系である第2の座標系上の自己の位置を表わ
すベクトルbを送信させて、第1のロボットは、ベクト
ルcとベクトルbの逆ベクトル−bと第1の座標系上の
自己の位置を表わすベクトルaを加算することにより、
第2の座標系の第1の座標系に対する相対位置を表わす
ベクトルdを得るか、第1のロボットが第2のロボット
に対してベクトルcとベクトルaを送信し、第2のロボ
ットは、ベクトルcとベクトルaの逆ベクトル−aとベ
クトルbを加算することにより、第1の座標系の第2の
座標系に対する相対位置を表わすベクトルd’を得て、
一方の個別座標系を共通の個別座標系として他方の個別
座標系をこれに統合する座標系統合ステップを有し、各
ロボットは、搭載したセンサーにより自己の個別座標系
上の物体の位置を認識し、前記個別地図を作成し、個別
座標系が互いに異なる2台のロボットが互いに接近した
とき前記座標系統合ステップを実行して一方の個別座標
系を他方の個別座標系に統合し、該一方の個別座標系と
同じ個別座標系を有するロボットが他にある場合、前記
座標系統合ステップを実行して該ロボットの個別座標系
も前記他方の個別座標系に統合することを全てのロボッ
トが唯一の共通の個別座標系を持つまで繰り返し、各ロ
ボットは、自己の個別座標系上の物体の位置を表わすベ
クトルから、共通の個別座標系の自己の個別座標系に対
する相対位置を表わす、前記座標系統合ステップを求め
たベクトルdまたはd’を差し引き、物体の位置を表わ
すベクトルを共通の個別座標系上のベクトルに変換する
ことにより、自己の個別地図を共通の個別座標系上の個
別地図に変換する処理を前記座標系統合ステップで、ま
たは唯一の共通の個別座標系が求まった後行ない、唯一
の共通の個別座標系上の個別地図を統合する。
【0009】
【作用】本発明の前提として、環境地図の作成を行なう
複数のロボット(以下、ロボット群と呼ぶ)のすべて
が、近傍に存在する他のロボットの位置を計測する計測
機能および計測した位置を含む情報を他のロボットに伝
える通信機能を備えることが必要である。
複数のロボット(以下、ロボット群と呼ぶ)のすべて
が、近傍に存在する他のロボットの位置を計測する計測
機能および計測した位置を含む情報を他のロボットに伝
える通信機能を備えることが必要である。
【0010】本発明の特徴の第1の特徴は、ロボット群
のうちの2台のロボットどうしが接近し、しかもそれぞ
れのロボットの個別座標系どうしが異なっているなら
ば、上記計測機能を用いて一方のロボット(計測ロボッ
トと呼ぶ)が他方のロボット(被測ロボットと呼ぶ)の
位置を計測し、得られた計測値に基づいて、一方のロボ
ットが自己の個別座標系を他方のロボットの個別座標系
と同一の座標系(共通の個別座標系)に変換することで
ある。このとき、個別座標系を変換するロボットは、計
測ロボットと被計測ロボットのいずれでもよい。
のうちの2台のロボットどうしが接近し、しかもそれぞ
れのロボットの個別座標系どうしが異なっているなら
ば、上記計測機能を用いて一方のロボット(計測ロボッ
トと呼ぶ)が他方のロボット(被測ロボットと呼ぶ)の
位置を計測し、得られた計測値に基づいて、一方のロボ
ットが自己の個別座標系を他方のロボットの個別座標系
と同一の座標系(共通の個別座標系)に変換することで
ある。このとき、個別座標系を変換するロボットは、計
測ロボットと被計測ロボットのいずれでもよい。
【0011】本発明の第2の特徴は、同一の個別座標系
を有する複数のロボット(同系ロボット群と呼ぶ)のう
ちの1台が、上記第1の特徴に示す操作によって自己の
個別座標系を変換したならば、同じ同系ロボット群に属
する他のすべてのロボットも各々の個別座標系を変換し
て、同系ロボット群内の個別座標系の同一性を保つとい
うことである。
を有する複数のロボット(同系ロボット群と呼ぶ)のう
ちの1台が、上記第1の特徴に示す操作によって自己の
個別座標系を変換したならば、同じ同系ロボット群に属
する他のすべてのロボットも各々の個別座標系を変換し
て、同系ロボット群内の個別座標系の同一性を保つとい
うことである。
【0012】なお、複数のロボットを用いることの利点
を生かすためには、それらの作成する個別地図の重複が
無いことが望ましい。したがって、環境地図作成を開始
する時点においては、個々のロボットは環境内に均等に
分散しているのが望ましい。環境内に均等に分散したロ
ボットは、各々の地点において個別座標系を設定した
後、個別地図の作成を開始する。したがって、環境地図
作成が開始される時点においては、個々のロボットの個
別座標系はすべて異なっている。第1の特徴により、こ
れらのロボットのうち2台のロボットが近接した場合、
両ロボットの個別座標系どうしが統合される。この結
果、2台のロボットからなる同系ロボット群は生ずる。
第2の特徴により、この同系ロボット群に含まれるロボ
ットの数が順次増えてゆき、最終的には、ロボット群が
一つの同系ロボット群になる、すなわち、すべての個別
座標系が統合される。すべての個別座標系が統合されれ
ば、ロボットの通信機能によって、各々の個別地図をロ
ボットどうしが伝え合い、あるいは各々の個別地図を人
間が集めて、それらを合成して環境全体の地図が生成さ
れる。
を生かすためには、それらの作成する個別地図の重複が
無いことが望ましい。したがって、環境地図作成を開始
する時点においては、個々のロボットは環境内に均等に
分散しているのが望ましい。環境内に均等に分散したロ
ボットは、各々の地点において個別座標系を設定した
後、個別地図の作成を開始する。したがって、環境地図
作成が開始される時点においては、個々のロボットの個
別座標系はすべて異なっている。第1の特徴により、こ
れらのロボットのうち2台のロボットが近接した場合、
両ロボットの個別座標系どうしが統合される。この結
果、2台のロボットからなる同系ロボット群は生ずる。
第2の特徴により、この同系ロボット群に含まれるロボ
ットの数が順次増えてゆき、最終的には、ロボット群が
一つの同系ロボット群になる、すなわち、すべての個別
座標系が統合される。すべての個別座標系が統合されれ
ば、ロボットの通信機能によって、各々の個別地図をロ
ボットどうしが伝え合い、あるいは各々の個別地図を人
間が集めて、それらを合成して環境全体の地図が生成さ
れる。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【0014】図1は移動ロボットの一例を示す構成図で
ある。
ある。
【0015】このロボットは、センサーであるテレビカ
メラ1と、その支持台2と、計算機3と、無線通信機4
と、車輪5と、車輪5の駆動機構6と、フレーム7と、
信号ケーブル8,9,10からなる。テレビカメラ1は
支持台2に任意の方向に向けられるように設置されてい
る。無線通信機4は、他のロボットと情報の交信を行な
う。車輪5はフレーム7に固定され、計算機3が指示す
る任意の方向に駆動機構6によって、当該ロボットを移
動させる。信号ケーブル8は、計算機3の撮影指示をテ
レビカメラ1に伝え、テレビカメラ1が生成した画像信
号、およびテレビカメラ1の回転方向と角度とを計算機
3に伝達する信号路である。信号ケーブル9は計算機3
と無線通信機4との信号路である。信号ケーブル10は
計算機3が出力する移動情報を駆動機構6に伝達する信
号路である。計算機3は記憶装置を含み、本ロボットの
動作を実現するプログラムが格納されており、該プログ
ラムによりテレビカメラ1、無線通信機4、駆動機構6
を制御する。
メラ1と、その支持台2と、計算機3と、無線通信機4
と、車輪5と、車輪5の駆動機構6と、フレーム7と、
信号ケーブル8,9,10からなる。テレビカメラ1は
支持台2に任意の方向に向けられるように設置されてい
る。無線通信機4は、他のロボットと情報の交信を行な
う。車輪5はフレーム7に固定され、計算機3が指示す
る任意の方向に駆動機構6によって、当該ロボットを移
動させる。信号ケーブル8は、計算機3の撮影指示をテ
レビカメラ1に伝え、テレビカメラ1が生成した画像信
号、およびテレビカメラ1の回転方向と角度とを計算機
3に伝達する信号路である。信号ケーブル9は計算機3
と無線通信機4との信号路である。信号ケーブル10は
計算機3が出力する移動情報を駆動機構6に伝達する信
号路である。計算機3は記憶装置を含み、本ロボットの
動作を実現するプログラムが格納されており、該プログ
ラムによりテレビカメラ1、無線通信機4、駆動機構6
を制御する。
【0016】図2は図1に示したような構成の2台のロ
ボットA,Bからなるロボット群が、種々の物体が存在
する環境E内を移動して環境地図の作成を行なう際に、
個別座標系Axy,Bxyを統合する様子を上方から見た模
式図である。簡単のため、環境E内に存在する物体のう
ち、物体F以外のものの記載を省略した。
ボットA,Bからなるロボット群が、種々の物体が存在
する環境E内を移動して環境地図の作成を行なう際に、
個別座標系Axy,Bxyを統合する様子を上方から見た模
式図である。簡単のため、環境E内に存在する物体のう
ち、物体F以外のものの記載を省略した。
【0017】ロボットA,Bは、最初に環境E内のたが
いに離れた地点PA ,PB にそれぞれ位置し、それぞれ
の地点PA,PBにおいて個別座標系AxyおよびBxyを設
定する。次に、ロボットA,Bは、先に説明したデッド
・レコニングを用いて各々の個別座標系Axy,Bxy上の
自己の位置を認識しながら環境E内を移動し、同時に周
囲に存在する物体をテレビカメラ1によって観測して個
別地図を作成する。
いに離れた地点PA ,PB にそれぞれ位置し、それぞれ
の地点PA,PBにおいて個別座標系AxyおよびBxyを設
定する。次に、ロボットA,Bは、先に説明したデッド
・レコニングを用いて各々の個別座標系Axy,Bxy上の
自己の位置を認識しながら環境E内を移動し、同時に周
囲に存在する物体をテレビカメラ1によって観測して個
別地図を作成する。
【0018】ロボットAおよびBは、上記の操作を行な
いながらそれぞれ軌跡hおよびiに沿って環境E内を移
動し、地点PA′,PB′に到達して互いに近接する。両
ロボットがたがいに近接したことの認識は、ロボットが
他の近接したロボットの位置を計測する計測機能を用い
ることにより可能となる。計測機能は、例えば一方のロ
ボットが2台のテレビカメラを用いて他方のロボットを
ステレオ視するなどの方法によって実現することができ
る。
いながらそれぞれ軌跡hおよびiに沿って環境E内を移
動し、地点PA′,PB′に到達して互いに近接する。両
ロボットがたがいに近接したことの認識は、ロボットが
他の近接したロボットの位置を計測する計測機能を用い
ることにより可能となる。計測機能は、例えば一方のロ
ボットが2台のテレビカメラを用いて他方のロボットを
ステレオ視するなどの方法によって実現することができ
る。
【0019】ロボットAは上記の機能を用いてロボット
Bの位置を計測し、自己との相対位置を表わすベクトル
cを得る。ロボットBは、自己の個別座標系Bxy上の位
置を表わすベクトルbをロボットAに伝える。ロボット
Aは、ベクトルcとベクトルbの逆ベクトル−bと個別
座標系Axy上の自己の位置を表わすベクトルaを加算し
て、個別座標系Bxyの個別座標系Axyに対する相対位置
を表わすベクトルdを得る。さらに、ロボットAは、ベ
クトルaと得られたベクトルdとの差分をとることによ
り、個別座標系Bxy上の自己の位置を表わすベクトルe
を求め、個別座標系Axy上の自己の位置を表わすベクト
ルaをベクトルeに置き換える。
Bの位置を計測し、自己との相対位置を表わすベクトル
cを得る。ロボットBは、自己の個別座標系Bxy上の位
置を表わすベクトルbをロボットAに伝える。ロボット
Aは、ベクトルcとベクトルbの逆ベクトル−bと個別
座標系Axy上の自己の位置を表わすベクトルaを加算し
て、個別座標系Bxyの個別座標系Axyに対する相対位置
を表わすベクトルdを得る。さらに、ロボットAは、ベ
クトルaと得られたベクトルdとの差分をとることによ
り、個別座標系Bxy上の自己の位置を表わすベクトルe
を求め、個別座標系Axy上の自己の位置を表わすベクト
ルaをベクトルeに置き換える。
【0020】また、ロボットAは、ロボットAとBがた
がいに近接した位置に到達する時点までに個別座標系A
xy上に作成した個別地図を、個別座標系Bxyに基づく地
図に変換する。例えば、物体Fの位置を個別座標系Axy
上のベクトルfによって表わしていたならば、ベクトル
fとベクトルdの差分をとることにより、個別座標系B
xy上のベクトルgを求め、ベクトルfをベクトルgに置
き換えることによって、個別座標系Axyに基づく物体F
の個別地図を、共通の個別座標系である個別座標系Bxy
に基づく個別地図に変換する。
がいに近接した位置に到達する時点までに個別座標系A
xy上に作成した個別地図を、個別座標系Bxyに基づく地
図に変換する。例えば、物体Fの位置を個別座標系Axy
上のベクトルfによって表わしていたならば、ベクトル
fとベクトルdの差分をとることにより、個別座標系B
xy上のベクトルgを求め、ベクトルfをベクトルgに置
き換えることによって、個別座標系Axyに基づく物体F
の個別地図を、共通の個別座標系である個別座標系Bxy
に基づく個別地図に変換する。
【0021】以上の操作により、ロボットAは、自己の
個別座標系AxyをロボットBの個別座標系Bxyと同一の
ものに変換し、同時に自己の個別地図を個別座標系Bxy
に基づく地図に置き換えた。すなわち、環境Eの環境地
図を作成する2台のロボットAおよびBが、それぞれの
個別座標系どうしを統合したことになる。
個別座標系AxyをロボットBの個別座標系Bxyと同一の
ものに変換し、同時に自己の個別地図を個別座標系Bxy
に基づく地図に置き換えた。すなわち、環境Eの環境地
図を作成する2台のロボットAおよびBが、それぞれの
個別座標系どうしを統合したことになる。
【0022】なお、ロボットAはベクトルcおよびベク
トルaをロボットBに伝え、ロボットBはベクトルcと
ベクトルaの逆ベクトル−aとベクトルbを加算して、
個別座標系Axyの個別座標系Bxyに対する相対位置を表
わすベクトルd’を得、ベクトルbと得られたベクトル
d′の差分をとることにより、個別座標系Axy上の自己
の位置を表わすベクトルを求め、これを個別座標系Bxy
上の自己の位置を表わすベクトルbと置き換えてもよ
い。この場合、ロボットBは、個別座標系Bxy上に作成
した個別地図を、個別座標系Axyに基づく地図に変換す
ることになる。図3は、環境Eの環境地図を作成する4
台のロボットA,B,C,Dからなるロボット群が、そ
れぞれ軌跡j,k,l,mに沿って移動する過程におい
て、各自の個別座標系Axy,Bxy,Cxy,Dxyを統合す
る様子を上方から見た模式図である。簡単のため、環境
E内に存在する物体の記載を省略した。
トルaをロボットBに伝え、ロボットBはベクトルcと
ベクトルaの逆ベクトル−aとベクトルbを加算して、
個別座標系Axyの個別座標系Bxyに対する相対位置を表
わすベクトルd’を得、ベクトルbと得られたベクトル
d′の差分をとることにより、個別座標系Axy上の自己
の位置を表わすベクトルを求め、これを個別座標系Bxy
上の自己の位置を表わすベクトルbと置き換えてもよ
い。この場合、ロボットBは、個別座標系Bxy上に作成
した個別地図を、個別座標系Axyに基づく地図に変換す
ることになる。図3は、環境Eの環境地図を作成する4
台のロボットA,B,C,Dからなるロボット群が、そ
れぞれ軌跡j,k,l,mに沿って移動する過程におい
て、各自の個別座標系Axy,Bxy,Cxy,Dxyを統合す
る様子を上方から見た模式図である。簡単のため、環境
E内に存在する物体の記載を省略した。
【0023】4台のロボットA,B,C,Dは、最初、
環境E内のたがいに離れた場所に位置し、それぞれの場
所において個別座標系Axy,Bxy,Cxy,Dxyを設定す
る。次に、これらの4台のロボットA,B,C,Dは、
デッド・レコニングを用いて各々の個別座標系Axy,B
xy,Cxy,Dxy上の自己の位置を認識しながら環境E内
を移動し、同時に周囲に存在する物体をテレビカメラ1
によって観測して個別地図を作成する。
環境E内のたがいに離れた場所に位置し、それぞれの場
所において個別座標系Axy,Bxy,Cxy,Dxyを設定す
る。次に、これらの4台のロボットA,B,C,Dは、
デッド・レコニングを用いて各々の個別座標系Axy,B
xy,Cxy,Dxy上の自己の位置を認識しながら環境E内
を移動し、同時に周囲に存在する物体をテレビカメラ1
によって観測して個別地図を作成する。
【0024】ロボットAおよびBは、上記の操作を行な
いながらそれぞれ軌跡jおよびkに沿って環境E内を移
動し、地点P1 の近くにおいて互いに近接する。この地
点において両ロボットA,Bは、図2に関して述べた操
作を行ない、ロボットBは個別座標系Bxyを個別座標系
Axyに統合する。この結果、個別座標系Axyを共通の個
別座標系とする同系ロボット群{A,B}が生ずる。一
方、ロボットCおよびDがそれぞれ軌跡l,mに沿って
環境E内を移動し、地点P2 の近くにおいて互いに近接
すると、地点P1 におけるロボットBと同様にしてロボ
ットDは自己の個別座標系Dxyを個別座標系Cxyに統合
する。この結果、個別座標系Cxyを共通の個別座標系と
する同系ロボット群{C,D}が生ずる。
いながらそれぞれ軌跡jおよびkに沿って環境E内を移
動し、地点P1 の近くにおいて互いに近接する。この地
点において両ロボットA,Bは、図2に関して述べた操
作を行ない、ロボットBは個別座標系Bxyを個別座標系
Axyに統合する。この結果、個別座標系Axyを共通の個
別座標系とする同系ロボット群{A,B}が生ずる。一
方、ロボットCおよびDがそれぞれ軌跡l,mに沿って
環境E内を移動し、地点P2 の近くにおいて互いに近接
すると、地点P1 におけるロボットBと同様にしてロボ
ットDは自己の個別座標系Dxyを個別座標系Cxyに統合
する。この結果、個別座標系Cxyを共通の個別座標系と
する同系ロボット群{C,D}が生ずる。
【0025】次に、ロボットAおよびDがそれぞれ軌跡
jおよびmに沿ってさらに移動し、地点P3 の近くにお
いてたがいに近接する。この地点においてロボットDは
個別座標系CxyをロボットAの個別座標系Axyに統合す
る。このとき、両ロボットA,Dはすでにロボット群
{A,B}および{C,D}にそれぞれ属しているの
で、後者のロボット群に属するロボットCは、図2に示
した操作を行なって個別座標系を変換する。すなわち、
ロボット群{C,D}のうちロボットDが個別座標系C
xyを個別座標系Axyに変換したので、同じロボット群に
属するロボットCもまた個別座標系Cxyを個別座標系A
xyに変換して、ロボット群内の個別座標系が同一である
状態を保つ。一方、ロボット群{A,B}に関しては、
いずれのロボットに関しても個別座標系を変換する必要
はない。
jおよびmに沿ってさらに移動し、地点P3 の近くにお
いてたがいに近接する。この地点においてロボットDは
個別座標系CxyをロボットAの個別座標系Axyに統合す
る。このとき、両ロボットA,Dはすでにロボット群
{A,B}および{C,D}にそれぞれ属しているの
で、後者のロボット群に属するロボットCは、図2に示
した操作を行なって個別座標系を変換する。すなわち、
ロボット群{C,D}のうちロボットDが個別座標系C
xyを個別座標系Axyに変換したので、同じロボット群に
属するロボットCもまた個別座標系Cxyを個別座標系A
xyに変換して、ロボット群内の個別座標系が同一である
状態を保つ。一方、ロボット群{A,B}に関しては、
いずれのロボットに関しても個別座標系を変換する必要
はない。
【0026】以上の操作によって、環境地図を作成する
4台のロボットA,B,C,Dからなる同系ロボット群
{A,B,C,D}が生じ、この結果、各ロボットA,
B,C,Dの個別座標系Axy,Bxy,Cxy,Dxyがすべ
て唯一の共通の個別座標系である個別座標系Axyに統合
された。この後、各ロボットA,B,C,Dは、作成し
た個別地図をたがいに伝え合うことによって合成し、環
境全体の地図を生成する。なお、各個別座標系に基づく
物体のベクトルを共通の個別座標系上のベクトルに変換
する操作は、個別座標系の変換が行なわれるたびに行な
ってもよいし、全ての個別座標系が唯一の共通の個別座
標系(この場合個別座標系Axy)に統合された後にまと
めて行なってもよい。
4台のロボットA,B,C,Dからなる同系ロボット群
{A,B,C,D}が生じ、この結果、各ロボットA,
B,C,Dの個別座標系Axy,Bxy,Cxy,Dxyがすべ
て唯一の共通の個別座標系である個別座標系Axyに統合
された。この後、各ロボットA,B,C,Dは、作成し
た個別地図をたがいに伝え合うことによって合成し、環
境全体の地図を生成する。なお、各個別座標系に基づく
物体のベクトルを共通の個別座標系上のベクトルに変換
する操作は、個別座標系の変換が行なわれるたびに行な
ってもよいし、全ての個別座標系が唯一の共通の個別座
標系(この場合個別座標系Axy)に統合された後にまと
めて行なってもよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、座標系
統合ステップにより、個別座標系が異なるロボットの個
別座標系を順次統合してゆき、唯一の共通の個別座標系
とすることにより、複数のロボットを用いた環境地図作
成の利点を損なうことなく環境全体の地図を作成するこ
とが可能となる効果がある。
統合ステップにより、個別座標系が異なるロボットの個
別座標系を順次統合してゆき、唯一の共通の個別座標系
とすることにより、複数のロボットを用いた環境地図作
成の利点を損なうことなく環境全体の地図を作成するこ
とが可能となる効果がある。
【図1】本発明で用いられる移動ロボットの一例の構造
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図2】環境地図を作成する2台のロボットA,Bが、
個別座標系Axy,Bxyを統合する様子を上方から見た模
式図である。
個別座標系Axy,Bxyを統合する様子を上方から見た模
式図である。
【図3】環境地図を作成する4台のロボットA,B,
C,Dが、個別座標系Axy,Bxy,Cxy,Dxyを統合す
る様子を上方から見た模式図である。
C,Dが、個別座標系Axy,Bxy,Cxy,Dxyを統合す
る様子を上方から見た模式図である。
A,B,C,D ロボット E 環境 F 物体 PA ,PA',PB ,PB',P1 ,P2 ,P3 地点 Axy,Bxy,Cxy,Dxy 個別座標系 a,b,c,d,e,f,g ベクトル h,i,j,k,l,m ロボットの軌跡
Claims (1)
- 【請求項1】 各々が、方向選択可能な移動能力と、周
囲の状況を検出するセンサーを有し、相互に通信可能な
複数のロボットが、種々の物体が存在する環境内を個別
に同時に移動して各ロボットが独自に設定した個別座標
系を基準として当該ロボットの近傍の個別地図を作成
し、作成された個別地図を合成して該環境の全体の地図
を作成する、複数の移動ロボットによる環境地図作成方
法であって、 第1のロボットが移動中に、搭載したセンサーにより個
別座標系が異なる第2のロボットの接近を感知した時、
第1のロボットは、第2のロボットの位置をセンサーに
より測定し、自己の個別座標系である第1の座標系上の
自己との相対位置を表わすベクトルcを得、第2のロボ
ットに対して、自己の個別座標系である第2の座標系上
の自己の位置を表わすベクトルbを送信させて、第1の
ロボットは、ベクトルcとベクトルbの逆ベクトル−b
と第1の座標系上の自己の位置を表わすベクトルaを加
算することにより、第2の座標系の第1の座標系に対す
る相対位置を表わすベクトルdを得るか、第1のロボッ
トが第2のロボットに対してベクトルcとベクトルaを
送信し、第2のロボットは、ベクトルcとベクトルaの
逆ベクトル−aとベクトルbを加算することにより、第
1の座標系の第2の座標系に対する相対位置を表わすベ
クトルd’を得て、一方の個別座標系を共通の個別座標
系として他方の個別座標系をこれに統合する座標系統合
ステップを有し、 各ロボットは、搭載したセンサーにより自己の個別座標
系上の物体の位置を認識し、前記個別地図を作成し、 個別座標系が互いに異なる2台のロボットが互いに接近
したとき前記座標系統合ステップを実行して一方の個別
座標系を他方の個別座標系に統合し、該一方の個別座標
系と同じ個別座標系を有するロボットが他にある場合、
前記座標系統合ステップを実行して該ロボットの個別座
標系も前記他方の個別座標系に統合することを全てのロ
ボットが唯一の共通の個別座標系を持つまで繰り返し、 各ロボットは、自己の個別座標系上の物体の位置を表わ
すベクトルから、共通の個別座標系の自己の個別座標系
に対する相対位置を表わす、前記座標系統合ステップで
求めたベクトルdまたはd’を差し引き、物体の位置を
表わすベクトルを共通の個別座標系上のベクトルに変換
することにより、自己の個別地図を共通の個別座標系上
の個別地図に変換する処理を前記座標系統合ステップ
で、または唯一の共通の個別座標系が求まった後行な
い、 唯一の共通の個別座標系上の個別地図を統合する、複数
の移動ロボットによる環境地図作成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6060856A JPH07271434A (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 複数の移動ロボットによる環境地図作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6060856A JPH07271434A (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 複数の移動ロボットによる環境地図作成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07271434A true JPH07271434A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13154450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6060856A Pending JPH07271434A (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 複数の移動ロボットによる環境地図作成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07271434A (ja) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1994
- 1994-03-30 JP JP6060856A patent/JPH07271434A/ja active Pending
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